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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中篇 汽车底盘电控系统,故障诊断技术图解,第五章,汽车动力转向电控技术,学习目标,：,1.,掌握动力转向系统的基本工作原理。,2.,掌握液压式动力转向系统的基本结构与工作原理。,3.,掌握电控动力转向系统的基本工作原理,4.,熟悉动力转向系统的检修方法和注意事项。,第一节 动力转向系统概述,一、动力转向系统的功能与类型,1.,动力转向系统的功能,汽车动力转向系统的功能是在驾驶员控制下，通过液压或电动机驱动力对车轮转向提供助力。故动力转向系统又称转向助力装置。动力转向系统的作用是：,1,）当汽车转弯时，应能减轻驾驶员对转向盘的操纵力；,2,）限制转向系统的减速比；,3,）在原地转向时，能够提供必要的助力；,4,）能够限制汽车在高速行驶时或在薄冰路面行驶时的转向助力，以免产生转向盘,“,发飘,”,的现象，具有较好的高速稳定性；,5,）在动力转向失效的情况下，仍能保持机械转向系统的有效工作。,2.,动力转向系统的类型,1,）按照控制方式分类：,可分为：,普通动力转向系统；,电控动力转向系统。,2,）按照液流形式分类：,可分为：,常压式；,常流式两种，其中液压常流式动力转向系统应用比较广泛。,3,）电控动力转向系统按照动力源不同分类：,可分为：,液压式电控动力转向系统（液压式,EPS,）；,电动式电控动力转向系统（电动式,EPS,）两种。,二、动力转向系统的基本组成与工作原理,目前，汽车动力转向系统大部分采用了液压式电控动力转向系统（液压式,EPS,）。它是在普通液压动力转向系统的基础上，增加一套电控系统而形成的。,1.,普通动力转向系统的基本组成,普通动力转向系统的基本组成如,图,5-1,所示,；,图,5-1,普通动力转向系统的基本组成,图,5-1,普通动力转向系统的基本组成,2.,动力转向系统的工作原理,动力转向工作原理如,图,5-2,所示：,图,5-2,产生助力转向的基本原理,第二节 普通动力转向系统的基本结构及工作原理,一、普通动力转向系统的基本结构,1.,转阀式动力转向系统的结构,（,如,图,5-3,所示,）,图,5-3,捷达轿车转阀式助力转向系统,a),车辆直线行驶时；,b),车辆转弯时,第二节 普通动力转向系统的基本结构及工作原理,一、普通动力转向系统的基本结构,1.,转阀式动力转向系统的结构,（,如,图,5-3,所示,）,图,5-3,捷达轿车转阀式助力转向系统,a),车辆直线行驶时；,b),车辆转弯时,2.,转阀式转向控制阀的构造,1,）阀芯与阀套的结构如,图,5-4,所示：,图,5-4,阀芯与阀套的结构,a),阀套；,b),阀芯,1-,油孔（通下环槽）；,2-,油孔（通上环槽）；,3-,三条环槽；,4-,缺口；,5-,槽肩；,6-,油孔（通中间环槽）；,7-,纵槽；,8-,锁销；,9-,油孔（通回油孔）,2,）转阀式转向控制阀的构造如,图,5-5,所示：,图,5-5,转阀式转向控制阀的构造,1-,转向齿轮；,2,、,7-,销；,3-,阀体；,4-,阀套；,5-,阀芯；,6-,扭杆；,8-,密封圈；,9-,转向轴；,P-,进油口；,O-,出油口；,A-,通动力缸左腔；,B-,通动力缸右腔。,2,）转阀式转向控制阀的构造如,图,5-5,所示：,图,5-5,转阀式转向控制阀的构造,1-,转向齿轮；,2,、,7-,销；,3-,阀体；,4-,阀套；,5-,阀芯；,6-,扭杆；,8-,密封圈；,9-,转向轴；,P-,进油口；,O-,出油口；,A-,通动力缸左腔；,B-,通动力缸右腔。,二、普通动力转向系统的工作原理,1.,直线行驶时的工作过程,直线行驶时液压油的流向如,图,5-6,所示：,图,5-6,直线行驶时阀芯与阀套的相对位置与,“,液压油流向,”,B-,来自转向油泵的高压油；,R-,通往转向动力缸的右腔；,L-,通往转向动力缸的左腔；,G-,通回油管；,1-,阀芯；,2-,阀套。,二、普通动力转向系统的工作原理,1.,直线行驶时的工作过程,直线行驶时液压油的流向如,图,5-6,所示：,图,5-6,直线行驶时阀芯与阀套的相对位置与,“,液压油流向,”,B-,来自转向油泵的高压油；,R-,通往转向动力缸的右腔；,L-,通往转向动力缸的左腔；,G-,通回油管；,1-,阀芯；,2-,阀套。,2.,转弯行驶的工作过程,1,）,汽车左转弯工作过程分析,：左转弯行驶时液压油的流向如,图,5-7,所示：,图,5-7,左转弯时转向控制阀的状态与,“,液压油流向,”,B-,来自转向油泵的高压油；,R-,通往转向动力缸的右腔；,L-,通往转向动力缸的左腔；,G-,通回油管；,1-,阀芯；,2-,阀套。,2.,转弯行驶的工作过程,1,）,汽车左转弯工作过程分析,：左转弯行驶时液压油的流向如,图,5-7,所示：,图,5-7,左转弯时转向控制阀的状态与,“,液压油流向,”,B-,来自转向油泵的高压油；,R-,通往转向动力缸的右腔；,L-,通往转向动力缸的左腔；,G-,通回油管；,1-,阀芯；,2-,阀套。,2,）,汽车右转弯工作过程分析,:,如,图,5-8,所示，与左转弯基本相似，区别是阀芯与阀套的偏转角度方向相反，因此产生助力的方向也相反。,图,5-8,右转弯时转向控制阀的状态,B-,来自转向油泵的高压油；,R-,通往转向动力缸的右腔；,L-,通往转向动力缸的左腔；,G-,通回油管；,1-,阀芯；,2-,阀套。,第三节 电控动力转向系统的基本结构及工作原理,普通动力转向系统可使转向轻便灵活，但其缺点是具有固定的动力放大倍数，故无法兼顾低速和高速时车辆对于转向助力的不同需求。而电控动力转向系统,EPS,则由于具有可变动力放大倍数的特点。因此，既能满足汽车低速时使得转向轻便灵活；又能在高速时，保持稳定的转向手感，无转向盘发飘现象。故其驾驶的操纵稳定性与舒适性水平更高，而得到广泛应用。,按照动力源的不同，电控动力转向分为液压式,EPS,和电动式,EPS,两种，分述如下：,一、液压式电控动力转向系统的基本结构与工作原理,液压式,EPS,是在普通动力转向系统基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电控单元,EPS ECU,。,EPS ECU,根据车速信号控制电磁阀，使得动力转向的助力程度实现连续可调，从而满足汽车之不同速度下的不同转向助力需求。,按控制方式不同，液压式,EPS,分流量控制式、反力控制式和电阀灵敏度控制式三种形式。,1.,流量控制式,EPS,流量控制式,EPS,的基本结构如,图,5-9,所示：,图,5-9,流量控制式,EPS,的基本结构,1-,转向角速度传感器；,2-,转向柱；,3-,转向油罐；,4-,转向油泵；,5-,转向齿轮联动机构；,6-,电磁线圈；,7-,旁通流量控制阀；,8-,转向角速度传感器增幅器；,9-,电控单元,EPS ECU,。,流量控制式,EPS,的基本结构如,图,5-10,所示：,图,5-10,转向系统工作原理示意图,1-,转向油泵；,2-,旁通流量控制阀；,3-,电磁线圈；,4-,转向角速度传感器；,5-,转向器；,6-,控制阀；,7-,车速传感器；,8-,电控单元；,9-,选择开关。,旁通流量控制阀的结构原理如,图,5-11,所示,:,图,5-11,旁通流量控制阀,1-,主滑阀；,2-,稳压滑阀；,3-,电磁线圈柱塞；,4-,调节螺钉；,5-,电磁线圈；,6-,流量主孔；,7-,节流孔。,旁通流量控制阀的结构原理如,图,5-11,所示,:,图,5-11,旁通流量控制阀,1-,主滑阀；,2-,稳压滑阀；,3-,电磁线圈柱塞；,4-,调节螺钉；,5-,电磁线圈；,6-,流量主孔；,7-,节流孔。,流量控制式,EPS,的优点是在原有液压动力转向系统的功能基础上，再增加转向压力油量的控制功能，故其结构简单、成本低廉。但是，当流向动力转向机构的油量降低到极限值时，对于快速转向会产生压力不足和响应速度慢的缺陷，故限制了其应用范围。,2.,反力控制式,EPS,反力控制式,EPS,能够根据车速高低，控制反力室的油压，从而通过改变转向控制阀扭杆的扭转刚度，达到控制转向助力大小的目的。优点是选择转向力的自由度大，转向刚度大，可以获得稳定的操作手感；缺点是结构复杂、价格较高。,1,）,系统结构组成,:,系统主要由转向控制阀,7,、分流阀,2,、电磁阀,18,、转向动力缸,11,、转向油泵,20,、转向油罐,1,、车速传感器（图中未画出）和电控单元,EPS ECU,组成。,2,）,转向控制阀结构,:,是在传统的转阀式动力转向控制阀的基础上，增设油压反力室而构成。扭杆,4,的上端通过销,6,与阀芯,7,连接；下端通过销,15,与小齿轮轴,14,连接。小齿轮轴的上端部通过销,9,与控制阀阀套,8,连接。其工作原理如,图,5-12,所示：,图,5-12,反力控制式,EPS,的基本结构,1-,转向油罐；,2-,分流阀；,3-,固定小孔；,4-,扭杆；,5-,转向盘；,6,、,9,、,15-,销；,7-,阀芯；,8-,阀套；,10-,活塞；,11-,转向动力缸；,12-,齿条；,13-,小齿轮,14-,小齿轮轴；,16-,柱塞；,17-,油压反力室；,18-,电磁阀；,19-,电控单元,ECU,；,20-,转向油泵。,图,5-12,反力控制式,EPS,的基本结构,1-,转向油罐；,2-,分流阀；,3-,固定小孔；,4-,扭杆；,5-,转向盘；,6,、,9,、,15-,销；,7-,阀芯；,8-,阀套；,10-,活塞；,11-,转向动力缸；,12-,齿条；,13-,小齿轮,14-,小齿轮轴；,16-,柱塞；,17-,油压反力室；,18-,电磁阀；,19-,电控单元,ECU,；,20-,转向油泵。,3.,阀灵敏度控制式,EPS,阀灵敏度控制式,EPS,对转向控制阀作了局部改进，并增加了电磁阀、车速传感器和电控单元。控制阀的可变小孔分为低速专用小孔（,1R,、,1L,、,2R,、,2L,）和高速专用小孔（,3R,、,3L,）两种，在高速可变专用小孔的下边设有旁通电磁阀回路。,图,5-13,为其等效电路,:,图,5-13,控制阀等效液压回路,1-,转向油泵；,2-,控制单元,ECU,；,3-,转向油罐。,该系统的基本结构原理如,图,5-14,所示；,图,5-14,阀灵敏度控制式,EPS,的基本结构,1-,发动机；,2-,前轮；,3-,转向油泵；,4-,动力缸；,5-,转向油罐；,6-,电磁阀；,7-,电控单元,ECU,；,8-,车速传感器；,9-,车灯开关；,10-,空挡开关；,11-,离合器开关；,12-,蓄电池；,13-,外体；,14-,内体。,该系统的基本结构原理如,图,5-14,所示；,图,5-14,阀灵敏度控制式,EPS,的基本结构,1-,发动机；,2-,前轮；,3-,转向油泵；,4-,动力缸；,5-,转向油罐；,6-,电磁阀；,7-,电控单元,ECU,；,8-,车速传感器；,9-,车灯开关；,10-,空挡开关；,11-,离合器开关；,12-,蓄电池；,13-,外体；,14-,内体。,【,案例,5-1,】,大众,POLO,车电动油泵液压助力转向系统,大众,POLO,车电动油泵液压助力转向系统由一体化的电脑,EPS/ECU,、直流电机、转子式油泵和控制阀（分配阀、扭杆）、转角传感器、动力缸、齿轮和齿条等组成，其原理如,图,5-15,所示：,图,5-15,大众,POLO,车电动油泵液压助力转向系统原理,大众,POLO,车电动油泵液压助力转向系统结构如,图,5-16,所示：,（,1,）,电脑,EPS/ECU,与电控喷射系统的电脑,EFI/ECU,和,CAN,数据总线联网，综合信号共享，分别控制。根据转向工况的需求，以不同的电流值，控制和调节电动油泵的流量和油压。,图,5-16,大众,POLO,车电动油泵液压助力转向系统外形与结构,（,2,）电动油泵,转子式油泵由直流电机驱动,（,3,）转角传感器信号,转角传感器采用光电式，安装于方向盘的转轴上，其工
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